JP4682346B2

JP4682346B2 - 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法

Info

Publication number: JP4682346B2
Application number: JP2006210461A
Authority: JP
Inventors: 人士東; 進佐々木; 富雄矢口; 正市内野; 晶子岩田
Original assignee: Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd
Current assignee: Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2026-08-02
Also published as: JP2008039866A

Description

本発明は、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法に係り、特に、液晶表示装置のガラス基板の薄型化及び液晶表示装置の薄型化されたガラス基板の切断方法に関する。

近年、携帯電話やモバイルの普及により、それらに用いられる液晶表示装置も小型化、薄型化が求められている。特に、液晶表示装置の構成要素であるガラス基板の薄型化が要求されるようなった。

また、一方で、量産時における効率生産の観点から、多数の液晶表示装置を同一基板から得るために、マザーガラス基板の大型化が進展している。マザーガラス基板から多数の液晶表示装置を得るためには、マザーガラス基板を所定の大きさに切断する必要がある。

従って、液晶表示装置の小型化、薄型化と、効率生産を実現するために、液晶表示装置のガラス基板を薄型化し、その薄型化されたガラス基板を所定の大きさに切断ことが必要となった。

ガラス基板を薄型化する技術としては、化学研磨法及び機械研磨法が知られている。化学研磨法は、フッ酸等の酸によりガラス基板をエッチングして薄型化を図る方法である。これに対し、機械研磨法は、酸化セリウム等の砥粒を用いてガラス基板表面を研磨することにより薄型化を図る方法である。

下記特許文献１には、ガラスを薄型化する方法として、液晶表示パネル複数個分の面積をもつ１対のガラス基板を、シール剤を介して接着して組み上げた後、上記の素子あるいは端子部を保護したガラス基板の両面もしくは片面を化学研磨により粗研磨する工程を実施した後、この工程を経た素子のガラス基板を機械研磨により中間および仕上げ研磨する工程を実施し、その後、その一対のガラス基板から所定のサイズの液晶表示装置を切断して取り出すことが開示されている。

特開２００４−２１０１６号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されている方法では、ガラス基板を薄型化した後、所定の大きさに切断することを考慮すると、ガラス基板の薄型化は、板厚０．３ｍｍ程度が限界であり、更なる薄型化は困難である。

本発明は、本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ガラス基板を薄型化し、そのガラス基板を所定の大きさに切断する液晶表示装置及びその液晶表示装置の製造方法を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。

本発明において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。

（１）第１のガラス基板と、第２のガラス基板と、シール材と、液晶とを有する液晶表示装置の製造方法であって、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板にスクライブラインを形成する、スクライブ工程と、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とを前記シール材を介して重ね合わせて一対の基板を形成し、前記液晶を前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間に挟持させる、重ね合わせ工程と、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板をエッチングし、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板を薄型化するとともに、前記スクライブラインの深さを、前記スクライブ工程によって形成された深さよりも深くする、エッチング工程と、前記エッチング工程の後に、前記スクライブラインが形成された箇所で、前記一対の基板を所定の大きさの複数個に切断する、切断工程とを有する。

（２）第１のガラス基板と、第２のガラス基板と、シール材と、液晶とを有する液晶表示装置の製造方法であって、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板の切断位置にスクライブラインを形成するスクライブ工程と、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板の切断位置に保護剤を設ける、保護剤設置工程と、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とを、前記保護剤が対向するように、前記シール材を介して重ね合わせて一対の基板を形成し、前記液晶を前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間に挟持させる、重ね合わせ工程と、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板をエッチングし、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板を薄型化するとともに、前記スクライブラインの深さを、前記スクライブ工程によって形成された深さよりも深くし、前記スクライブラインが形成された箇所で前記一対の基板を所定の大きさの複数個に切断する、エッチング及び切断の一括工程とを有する。

（３）（２）において、前記保護剤は、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリイソプロピレン、ポリ２−メチルスチレン、ポリビニルエチルエーテル、ポリｎ−ブチルアクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリベンジルメタクリレート、ポリｎ−ブチルメタクリレート、ポリiso-ブチルメタクリレート、ポリtert-ブチルメタクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリｎ−ヘキシルルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリフェニルメタクリレートの何れかである。

（４）（２）または（３）において、前記スクライブラインは、前記第１のガラス基板及び前記第２のガラス基板の、前記保護剤を設けた側の面とは、反対側の面に形成される。

（５）（２）または（３）において、前記スクライブ工程の後に、前記スクライブラインを形成した箇所に前記保護剤が設けられる。

（６）第１のガラス基板と第２のガラス基板と、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板の間に挟持される液晶とを有する液晶表示装置であって、前記第１のガラス基板及び前記第２のガラス基板の、互いに対向する側の表面の端部に、保護剤が設けられていることを特徴とする。

（７）（６）において、前記端部は、前記第１のガラス基板または前記第２のガラス基板がマザー基板から切断された切断部である。

（８）（６）または（７）において、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板の前記液晶とは反対側の面の角部が、テーパー状になっている。

本発明において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。

本発明によれば、液晶表示装置の薄型化、小型化が進み、かつ、エッチングと切断が同時にできることによる工程短縮、低コスト化が可能となる。

また、大型マザーガラス基板から液晶表示装置を切り出す場合に問題となっていた薄型化されたガラス基板に対する切断の制約がなくなり、より薄型化された液晶表示装置の量産が可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

図１は、本発明の実施例１の、液晶表示装置複数個分の面積をもつＣＦ基板１を示す図である。図１に示すＣＦ基板１は、切断前のマザーガラス基板である。また、図１において、４はスクライブライン、６は保護剤である。

図２は、本発明の実施例１の、液晶表示装置複数個分の面積をもつＴＦＴ基板２を示す図である。図２に示すＴＦＴ基板２は、切断前のマザーガラス基板である。また、図２において、４はスクライブライン、６は保護剤である。

図１及び図２に示すように、ＣＦ基板１とＴＦＴ基板２において、保護剤６及びスクライブライン４は、後述する一対のガラス基板を所定の大きさの複数個に切断する際の切断位置に形成されている。

尚、本実施例１において、図１及び図２に示すスクライブライン４は、実際にはＣＦ基板１とＣＦ基板２を重ね合わせ一対のガラス基板を成した後に形成される。

上記保護剤６を形成した後、ＣＦ基板１に形成された保護剤６と、ＴＦＴ基板２に形成された保護剤６とが対向するように、ＣＦ基板１とＴＦＴ基板２を、後述するシール材を介して重ね合わせ、液晶を挟持して、一対のガラス基板を形成する。

保護剤６は、耐エッチング性のある材料を用い塗布によって形成される。保護剤６の材料は、具体的には、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリイソプロピレン、ポリ２−メチルスチレン、ポリビニルエチルエーテル、ポリｎ−ブチルアクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリベンジルメタクリレート、ポリｎ−ブチルメタクリレート、ポリiso-ブチルメタクリレート、ポリtert-ブチルメタクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリｎ−ヘキシルルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリフェニルメタクリレート等が望ましい。

上記のようにＣＦ基板１とＴＦＴ基板２を重ね合わせた一対のガラス基板を硬化させた後、スクライブライン４をＣＦ基板１とＴＦＴ基板２の主面上の切断位置に形成する。本実施例１において、スクライブライン４は、ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２の、保護剤６を設けた側の面とは、反対側の面に形成されている。

スクライブライン４の形成方法は、ホイールによる方法でもレーザによる方法でもよい。

また、スクライブライン４の溝の深さは、エッチング後のガラス基板（ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２）の厚さと同程度とする。

図３はＣＦ基板１とＴＦＴ基板２を重ね合わせ一対のガラス基板を成し、且つスクライブライン４と保護剤６を形成した状態から、エッチングによって、ガラス基板、即ちＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２を薄型化させるのと同時に、一対のガラス基板を所定の大きさの複数個に切断させる状態を示す図である。

図３において、３はＣＦ基板１とＴＦＴ基板２に挟持される液晶層、５は液晶層３を囲うシール材、７はＴＦＴ基板１上に形成されたＴＦＴ形成層である。ＴＦＴ形成層７には液晶表示装置の駆動回路や、液晶表示装置の画素を選択するスイッチング素子が形成される。ＴＦＴ形成層７は上記駆動回路や上記スイッチング素子を形成するため、多層構造で構成されているが、その構成の詳細は省略する。

ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２を薄型化するために、ＣＦ基板１とＴＦＴ基板２で形成された一対のガラス基板をフッ酸等のエッチング液に浸し、化学研磨によって所定の厚さまでエッチングする。この時、ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２板を所定の厚さまでエッチングするのと同時に、ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２に形成されたスクライブライン４もエッチングされる。即ち、スクライブライン４の溝も更に深くなる。よって、スクライブライン４のエッチングにより、一対のガラス基板を所定の大きさの複数個に切断することができる。

このように、ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２を薄型化することと同時に、一対のガラス基板を切断することが可能となる。

尚、エッチング液がＴＦＴ形成層７に侵入すると、ＴＦＴ形成層７に形成された駆動回路やスイッチング素子が破壊されてしまう。本実施例１において、ＣＦ基板１とＴＦＴ基板２の切断位置には、保護剤６が形成されている。この構成により、スクライブライン４のエッチングにより、一対のガラス基板が切断された際に、エッチング液がＴＦＴ形成層７に侵入することを防ぐことができる。

図４は、本実施例１にて一対のガラス基板が複数個に切断されたうちの１個の断面図を示す図である。また、ＣＦ基板１側から見た平面図を図５に、ＴＦＴ基板２側から見た平面図を図６に示す。

図４から図６に示すように、ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２の、互いに対向する側の表面の端部には、エッチング液がＴＦＴ形成層７に侵入することを防ぐために形成された保護剤６が、切断後も残る構成となる。この切断後も残る保護剤６は、切断後の液晶表示装置のＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２を保護する効果を有している。

また、図４に示すように、ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２の液晶層とは反対側の面の角部は、上記エッチング工程によってテーパー状になっている。

本発明の他の実施例である実施例２について、以下に示す。

本実施例２においては、ＣＦ基板１とＴＦＴ基板２を重ねる合わせ一対の基板を成す前に、スクライブライン４を、ＣＦ基板１とＴＦＴ基板のそれぞれの切断位置に形成する。更にスクライブライン４を形成した後、保護剤６を塗布する。保護剤６の塗布位置は切断位置と同じであり、スクライブライン４を覆うように塗布される。

上記保護剤６を形成した後、ＣＦ基板１に形成された保護剤６と、ＴＦＴ基板２に形成された保護剤６とが対向するように、ＣＦ基板１とＴＦＴ基板２を、シール材を介して重ね合わせ、液晶を挟持して、一対のガラス基板を形成する。

図７は、スクライブライン４と保護剤６を形成し、且つＣＦ基板１とＴＦＴ基板２を重ね合わせ一対の基板を成した状態から、エッチングによって、ガラス基板、即ちＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２を薄型化させるのと同時に、一対のガラス基板を所定の大きさの複数個に切断させる状態を示す図である。

エッチング液に一対のガラス基板を浸し、ＣＦ基板１とＴＦＴ基板２のエッチングが進行し、スクライブライン４が形成された箇所までエッチングが到達すると、図７に示すように、一対のガラス基板を所定の大きさの複数個に切断することができる。

このように、本実施例２においても、ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２を薄型化することと同時に、一対のガラス基板を切断することが可能となる。

また、実施例１と同様に、切断位置には、保護剤６が形成されているので、エッチング液がＴＦＴ形成層に侵入することを防ぐことができる。

図８は、本実施例２にて一対のガラス基板が複数個に切断されたうちの１個の断面図を示す図である。また、ＣＦ基板１側から見た平面図を図９に示す。

図８及び図９に示されるように、ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２の、互いに対向する側の表面の端部には、エッチング液がＴＦＴ形成層７に侵入することを防ぐために形成された保護剤６が、切断後も残る構成となる。この切断後も残る保護剤６は、切断後の液晶表示装置のＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２を保護する効果を有している。

本発明の他の実施例である実施例３について、以下に示す。

図１０は、ＣＦ基板１とＴＦＴ基板２を重ね合わせ一対のガラス基板を成し、且つスクライブライン４を形成した状態から、エッチングによって、ガラス基板、即ちＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２を薄型化させるのと同時に、スクライブライン４の深さを更に深くする状態を示す図である。

図１０において、３はＣＦ基板１とＴＦＴ基板２に挟持される液晶層、５は液晶層３を囲うシール材、７はＴＦＴ基板１上に形成されたＴＦＴ形成層である。ＴＦＴ形成層７には液晶表示装置の駆動回路や、液晶表示装置の画素を選択するスイッチング素子が形成される。ＴＦＴ形成層７は上記駆動回路や上記スイッチング素子を形成するため、多層構造で構成されているが、その構成の詳細は省略する。

ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２を薄型化するために、ＣＦ基板１とＴＦＴ基板２で形成された一対のガラス基板をフッ酸等のエッチング液に浸し、化学研磨によって所定の厚さまでエッチングする。この時、ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２板を所定の厚さまでエッチングするのと同時に、ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２に形成されたスクライブライン４もエッチングされる。即ち、スクライブライン４の溝も更に深くなる。

この時、エッチングによって薄型化されたＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２の厚さは、各々０．１ｍｍ程度である。これに対し、スクライブライン４が形成された箇所の厚さは、５５μｍ程度である。

このエッチング工程の後、スクライブライン４が形成された箇所で、一対のガラス基板を、所定の大きさの複数個に切断する。具体的な切断方法としては、レーザ切断や、ホイールによる切断が挙げられる。

本実施例３によれば、切断箇所であるスクライブライン４が形成された箇所のガラス基板（ＣＦ基板１及びＴＦＴ基板２）の厚さが５５μｍ程度まで薄くすることができたので、容易に切断することが可能となる。

以上のように本発明の実施の形態によれば、液晶表示装置の薄型化、軽量化が進むという効果が得られる。

また、エッチングと切断が同時にできることによる工程短縮、低コスト化が可能となる。

更に、大型マザーガラス基板から液晶表示装置を切り出す場合に問題となっていた薄型化されたガラス基板に対する切断の制約がなくなり、より薄型化された液晶表示装置の量産が可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。

本発明のＣＦ基板の貼り合わせ前の平面図である。本発明のＴＦＴ基板の貼合わせ前の平面図である。本発明の実施例１において、ガラス基板のエッチング前とエッチング後の断面図を示す図である。本発明の実施例１の切断後の液晶表示装置の断面図である。本発明の実施例１の切断後の液晶表示装置のＣＦ基板側から見た平面図である。本発明の実施例１の切断後の液晶表示装置のＴＦＴ基板側から見た平面図である。本発明の実施例２において、ガラス基板のエッチング前とエッチング後の断面図を示す図である。本発明の実施例２の切断後の液晶表示装置の断面図である。本発明の実施例２の切断後の液晶表示装置のＣＦ基板側から見た平面図である。本発明の実施例３において、ガラス基板のエッチング前とエッチング後の断面図を示す図である。

符号の説明

１ＣＦ基板
２ＴＦＴ基板
３液晶層
４スクライブライン
５シール材
６保護剤
７ＴＦＴ形成層

Claims

第１のガラス基板と、第２のガラス基板と、シール材と、液晶とを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板の切断位置にスクライブラインを形成するスクライブ工程と、
前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板の切断位置に保護剤を設ける、保護剤設置工程と、
前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板とを、前記保護剤が対向するように、前記シール材を介して重ね合わせて一対の基板を形成し、前記液晶を前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板との間に挟持させる、重ね合わせ工程と、
前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板をエッチングし、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板を薄型化するとともに、前記スクライブラインの深さを、前記スクライブ工程によって形成された深さよりも深くし、前記スクライブラインが形成された箇所で前記一対の基板を所定の大きさの複数個に切断する、エッチング及び切断の一括工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
前記保護剤は、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリイソプロピレン、ポリ２−メチルスチレン、ポリビニルエチルエーテル、ポリｎ−ブチルアクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリベンジルメタクリレート、ポリｎ−ブチルメタクリレート、ポリiso-ブチルメタクリレート、ポリtert-ブチルメタクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリｎ−ヘキシルルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリフェニルメタクリレートの何れかであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記スクライブラインは、前記第１のガラス基板及び前記第２のガラス基板の、前記保護剤を設けた側の面とは、反対側の面に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
前記スクライブ工程の後に、前記スクライブラインを形成した箇所に前記保護剤が設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
前記エッチング及び切断の一括工程では、前記第１のガラス基板及び前記第２のガラス基板から切断される前記複数個の各々において、前記第１のガラス基板及び前記第２のガラス基板の互いに対向する側の表面の端部に前記保護膜を残すことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記エッチング及び切断の一括工程では、前記第１のガラス基板及び前記第２のガラス基板から切断される前記複数個の各々において、前記第１のガラス基板及び前記第２のガラス基板の前記液晶とは反対側の面にテーパー状の角部を形成することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。